正负极材料制造

在锂离子电池无机电极材料的制备中，最常用的是高温固相反应。高温固相反应：是指包括固相物质在内的反应物在一定温度下反应一段时间，通过各种元素之间的相互扩散产生化学反应，在一定温度下生成最稳定的化合物的过程，包括固-固反应、固-气反应和固-液反应。

即使采用溶胶凝胶法、共沉淀法、水热法和溶剂热法，通常也需要在高温下进行固相反应或固相烧结。这是因为锂离子电池的工作原理要求​​其电极材料能够反复嵌入和脱嵌Li+，因此其晶格结构必须具有足够的稳定性，这就要求活性材料的结晶度要高，晶体结构要规则。 。这在低温条件下很难实现，因此目前实际使用的锂离子电池的电极材料基本上都是通过高温固相反应获得的。

正极材料加工生产线主要包括搅拌系统、烧结系统、破碎系统、水洗系统（仅限高镍）、包装系统、粉体输送系统和智能控制系统。

当采用湿法混合工艺生产锂离子电池正极材料时，经常会遇到干燥问题。湿法混合过程中使用的溶剂不同，会导致干燥工艺和设备的不同。目前，湿法混合工艺中使用的溶剂主要有两种：非水溶剂，即乙醇、丙酮等有机溶剂；以及非水溶剂，即乙醇、丙酮等有机溶剂。水溶剂。锂离子电池正极材料湿混干燥设备主要有：真空旋转干燥机、真空耙式干燥机、喷雾干燥机、真空带式干燥机。

锂离子电池正极材料的工业化生产通常采用高温固相烧结合成工艺，其核心关键设备是烧结窑。生产锂离子电池正极材料的原料经过均匀混合、干燥后装入窑炉中进行烧结，出窑后进入破碎分级工序。对于正极材料的生产，窑炉的控温温度、温度均匀性、气氛控制及均匀性、连续性、生产能力、能耗、自动化程度等技术经济指标非常重要。目前，正极材料生产中使用的烧结设备主要有推板窑、辊道窑和钟罩炉。

◼ 辊道窑是一种连续加热、烧结的中型隧道窑。

◼ 根据炉内气氛，与推板窑一样，辊道窑也分为空气窑和气氛窑。

• 空气窑：主要用于需要氧化气氛的材料的烧结，如锰酸锂材料、钴酸锂材料、三元材料等；
• 气氛窑：主要用于NCA三元材料、磷酸铁锂（LFP）材料、石墨负极材料等需要气氛（如N2或O2）气体保护的烧结材料。

◼ 辊道窑采用滚动摩擦工艺，因此窑体长度不会受到推进力的影响。理论上，它可以是无限的。窑腔结构的特点，烧成制品时一致性更好，大的窑腔结构更有利于炉内气流的运动和制品的排水、排胶。是替代推板窑真正实现规模化生产的首选设备。

◼ 目前锂离子电池的钴酸锂、三元、锰酸锂等正极材料均采用空气辊道窑烧结，磷酸铁锂采用氮气保护的辊道窑烧结，NCA采用辊道窑烧结窑炉受氧气保护。